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城市道路改造中的雨水管道设计分析

文章来源:海西给排水 发布时间:2018-10-01 08:28:17 阅读次数:605 次 [关闭]

叶茂

(福州市规划设计研究院,福建福州 350003

 :内涝灾害在城市防灾中早已形成了一个难以治愈的恶性毒瘤。而如何才能有效性地遏制这一棘手难题,本文将试图从道路改造中雨水管道的设计方面来加以分析和探讨,并希望能为程序化设计城市雨水管道设计提供基础支持。

关键词:城市道路;雨水管道;内涝;设计分析

【引言】由于城市排水能力的不完善,近年来多发的城市内涝,从客观角度来看,皆系强降水和连续降水所致。降雨强度大且范围集中、时间较长的情况下,甚至严重的地方还会大面积形成积水。一旦遭遇强暴雨袭击,突然倍增的洪水在得不到及时的疏导排流的情况下,会在短时间内汇集成一片汪洋,无论对交通枢纽还是人们的正常出行,无不造成巨大的破坏干扰以及物资的损失。

据住建部2010年针对全国范围内351个城市调研资料显示,单就2008-2010这三年期间,有60%的城市发生过内涝灾害事件,其中3次以上的城市有137个。每逢大雨必定内涝的现象,无疑是大城市排水系统的一大顽疾。如果单从气候变化异常方面来看,一些城市出现一定程度的内涝或许可以被理解。但就全国普遍性的状况而言,城市市政排水系统显然要承担问题的绝大部分责任。

一、造成内涝现象存在的原因分析

(一)管理体制不够完善,市政建设与城市水利规划脱节

由于城市现行管理体制的特点,城市市政建设部门在进行排水系统修建、改造、完善时存在与水利部门相关防洪排涝规划、内河建设规划脱节的现象,换言之就是市政系统与水利系统间存在磨合不利的情况。另外在我国目前的城市排水设施建设上,常会出现将地上发展列为首要对象,却忽略了地下建设的现象。

(二)排水设施方面的滞后建设

地面硬化面积在城市发展中逐年加增,在城市排水设施建设上经费不到位或跟不上节奏等情况更是屡有发生。表面上看,城市的建设日星月异,实则排水设施方面大部分仍沿袭着几十年不变的模式和标准。有的道路明明竣工已久,然排水设施却未得到完善;有的尽管在道路修建之初便将排水系统纳入工程的范围,但实施过程中却不加以重视;还有的甚至直接降低排水体统的建设标准,只求应急而未作长久考虑,一旦实施整改便比较困难。

(三)排水系统的老旧

城市内涝的多发区和重灾区往往都集中在老城区一带,因其至今还沿用着早期建设时的排水系统。这些没有及时处理的陈旧系统在完全脱节了现代建设标准的情况下,难免造成小规格管沟和少量雨水口的破损和淤塞现象频繁发生,大大阻碍了正常的排水能力。不仅难堪强降雨的重负,就连正常生活排水也存在较大困难。

(四)内渠和河湖的储水功能弱化

除了道路排水设施,城市的内渠和河湖同样也是调蓄雨洪的重要措施之一。尤其是当强降雨超过了道路排水系统所能承载的能力范围时,内渠和河湖更是发挥了关键作用。通过暂时性蓄洪、滞洪或直接排流,从舒缓雨水的洪峰期和降低道路被淹没的概率上来减轻排水系统的压力。然而,随着城市规模的不断扩张,原有的内渠和河湖也在不断的改造中所剩无几。纵是有留下来的,亦是面积大大缩减,甚至基本丧失了调蓄的功能。

另外,对渠内垃圾,水藻等杂物处理不到位,亦是引发内涝的一个重要因素。城市内渠、河道的作用主要是调蓄雨水、滞纳洪峰,将雨水排放出去以降低内涝机率。而垃圾和水藻倘若未及时疏导处理,将直接影响内渠闸口受阻,储存的雨水难以正常排放,从而在持续的降雨情况下,很容易造成满溢的情景。

(五)排水系统的管理不妥善

排水设施的长期疏于管理,在城市内涝灾害上更是起到了推波助澜的负面作用。尤其一些中小型城市,在市政排水系统上绝大部分还保留着合流制系统,久而久之,很容易就会造成管道沉淀物淤积而导致管道堵塞。即便是采用分流制的小管沟系统,在降雨初期所冲刷下来的污物也会随着日积月累而形成淤塞,不仅减小了排水管沟的过水面积还会因为阻力的增加而直接降低排水量。所以,针对排水管沟的定期清淤和检查是市政维护管理中的关键。可是从目前来看,一般问题不突出或不良后果没产生之前,此项任务几乎很少被重视。

二、雨水管道问题上的分析和对策

(一)改造老旧排水管沟

1.出现损坏或堵塞的排水管沟在未改造之前,最好先将疏通清理等措施做到位,在近期将现有的排水设施充分发挥出应有的作用来。

对于老旧的排水管沟,尤其是老城区的旧排水系统加以梳理和更新,在条件允许的情况下尽量实施雨污分流改造。从某个角度来说,这是防范老城区局部内涝的重要举措。当然,在实施改造之前,最好与城区规划全面结合,在市政专项规划和统筹制定方案下按照本地区要求及标准设计出相匹配的排水设施。

2.对于城市排涝最薄弱的环节――低洼地段,可结合老城区的排水改造一并整修。能被填高的地段,则一定填补到规划地面标高,从而消除易涝点。不具备可填高条件的地段,近期一方面要加强低洼地段的排水设施建设、使汇入的雨水及时被排出,另一方面可采取高水拦截措施,如设置截流渠、蓄洪池等;远期则可以考虑结合规划将城市低洼地块改造为下沉广场、景观湖体等,甚至可以与规划内河连通,以弊趋利,充分发挥其蓄洪、滞洪的作用。

(二)建设雨水调蓄设施

雨水调蓄池的建设,是减少雨水冲击的又一个有效途径,尤其是受城市发展制约,地上用地紧张且排水系统难以全面大规模改造的情况下,地下调蓄池的增加不仅可以在尽量减少浪费土地资源的基础上对雨洪资源大量利用,同时还能解决城市内涝的燃眉之急。而调蓄池的建设最佳位置最好设在沿河地段。这样不仅可以对结合市政道路节约用地,对内河蓄水及时处理,同时还方便了周边绿化带的浇灌途径。

对此方面,许多国家对雨水利用上存在着共同性的看法。对于雨水的直接排放和流失方面,他们通过制定的相关法规来从实际意义上对城市水环境和生态环境做好有效的改造,并倡导公众对雨水储存和利用的环保意识。

例如;在日本,内涝已经被归纳为城市建设中的一项重要的工程。不仅城市地下广泛地建筑蓄水池,就连新建的大型广场或建筑物在施工之际,都必须保证周边有可建造蓄水池的条件;在德国,雨水利用设施,是建设住宅、厂房、花园等建筑中一项不可或缺的环节;美国芝加哥在开发新区上,更是强制性地附加上必须实施雨水储备设施的条件,否则工程一应按不合格处理。

在国内,通过对内河的全新整治改造和河湖的调蓄水性能的有效利用,内涝控制方面亦起到了不错的效果。比如曾经是内涝高发区的成都市,在对20对条城中河渠大力改修后,其中的绝大一部分,近几年明显行洪能力有所提高,原先的十年一遇城市内涝直接降低至二十年一次。不仅如此,还为主城区干道的排水创造了优良的条件。从根本意义上发挥出城市排洪的重要作用。

(三)雨水管道设计步骤要严谨把握

在进行雨水排水系统设计之前,首先要对本地区的各种原始资料,诸如;地形图、城市和工业企业的发展规划、地质资料等进行全面搜集和整理,并以此作为实际设计上的基础参考数据。最后再结合实际情况进行工程设计。具体可以分为以下几个步骤:

1. 划分排水流域,进行管道定线(管网口径,管道分水线及干管走向等)。

2.将设计管段按区域划分以后,对各个管段的汇水面积作以初步计算。

3.确定各排水流域的平均径流系数值和重现期以及地面集水时间。

4.计算单位面积净流量的同时,不要忘记对雨水干管的水力求值。尤其是各管段的设计流量。

5.在确定管道控制点的深埋之前,各个管段所需的管径、坡度、流速、管底高及管道埋深等值均应做好明确的计算。

6.绘制平面及纵断设计图纸,结合实际情况有序施工。

【结语】在城市发展过程上,内涝问题层出不穷,如何控制和降低灾害率,如今已是一个严峻且无可回避的难题。只有重视问题、认真对待问题才能解决问题。所以这是一个有关于意识观念的建设问题。城市扩建发展是必然,但不要盲目。

参考文献

[1]王宏峰,罗凡,陶涛等.平坦区域设计暴雨重现期对雨水管道工程投资的影响研究[J]. 给水排水,2013(7):13~15

[2]黄建文.南昌市管道排水与河道排涝设计标准衔接研究[D].南昌大学,2012(12):41~43

[3]高艺彰.城市雨水管道系统设计技术分析[J]. 才智, 2009(1):22~24

[4]王占英.城市道路改造工程设计的几点体会[J].城市道桥与防洪 ,2009(11):15~16

(文章来源:全国给水排水技术信息网 42 届技术交流会论文集)



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